分子生物學實驗常見問題和解決方法

2020-11-23 中國教育裝備採購網

1. 如何將不同構型的質粒DNA區別開?

答:由於不同構型的DNA在瓊脂糖凝膠電泳中的遷移率不同,ccc DNA的泳動速度最快,通過凝膠電泳方法可將不同構型的DNA區別開。

2.用酚-氯仿抽提細胞基因組DNA時,通常要在酚-氯仿中加少許異戊醇,為什麼?

答:異戊醇可以降低表面張力,從而減少氣泡產生。另外,異戊醇有助於分相,使離心後的上層含DNA的水相、中間的變性蛋白相及下層有機溶劑相維持穩定。

3.用乙醇沉澱DNA時,為什麼加入單價的陽離子?

答:用乙醇沉澱DNA時,通常要在溶液中加入單價的陽離子,如NaCl 或 NaAc,Na+中和DNA分子上的負電荷,減少DNA分子之間的同性電荷相斥力,而易於聚集沉澱。

4.在提取RNA時經常使用異硫氰酸胍,有什麼作用?

答:RNA是一種極易降解的核酸分子。高濃度強變性劑異硫氰酸胍使細胞結構迅速被破壞,使RNA從細胞中釋放出來。同時高濃度異硫氰酸胍還使細胞內的RNA酶失活,使釋放出的RNA不被降解。

5.蛋白印跡中封閉液的作用?

答:封閉液的作用是封閉未吸附蛋白的部位,以減少非特異性結合背景的影響。常用的封閉液有脫脂奶粉、小牛血清等。

6$DNA通常保存在什麼緩衝液中?

答:採用TE緩衝液,Tris-HCl的緩衝系統,加入EDTA可以螯合二價金屬離子進而抑制依賴於二價金屬離子的DNA酶的活性,對DNA起到保護作用。

7$在酶切反應緩衝液中為什麼加入BSA?

答:通過提高溶液中蛋白質的濃度,對酶起保護作用。

8$簡單的克隆載體必需包括什麼?

答:複製起點;選擇標記:主要是抗性基因;多克隆位點:便於外源DNA的插入。

 

1.用酚抽提細胞DNA時,有什麼作用?使蛋白質變性。

2.在分離DNA時,要使用EDTA,為什麼? EDTA是金屬離子螯合劑,螯合二價離子,抑制核酸酶的活性。

3.在分離DNA過程中,造成DNA分子斷裂的因素有哪些?核酸酶降解;化學降解;物理剪切。

4.使用離心機應注意什麼?

首先應該根據自己的實驗需求選擇合適的離心機和轉子以及離心管,使用離心機時的工作轉速不應該超過離心機、轉子以及離心管的最大允許轉速。離心前注意嚴格平衡樣品。安裝轉子和轉子蓋要規範、準確。離心時要留人看守,發現離心機異常應立即關閉離心機。離心結束後要安放好轉子。

5.分子生物學實驗室常用的滅菌方法有哪些?

高壓蒸汽滅菌、乾熱滅菌、化學藥劑消毒、過濾除菌。

6.使用移液器有哪些注意事項?

垂直吸液、慢吸慢放;選擇合適的量程範圍,不能超過量程使用;選擇與移液器匹配的槍頭,安裝槍頭時不要用力太猛;移液器每日用完後,應旋到最大刻度

7.為什麼要用pH8的Tris水溶液飽和酚?呈粉紅色的酚可否使用?如何保存酚不被空氣氧化?

因為酚與水有一定的互溶,苯酚用水飽和的目的是使其抽提DNA過程中,不致吸收樣品中含有DNA的水分,減少DNA的損失。用Tris調節至pH為8是因為DNA在此條件下比較穩定。

保存在冰箱中的酚,容易被空氣氧化而變成粉紅色的,這樣的酚容易降解DNA,一般不可以便用。為了防止酚的氧化,可加入疏基乙醇和8-羥基喹琳至終濃度為0.1%。8-羥基喹琳是帶有淡黃色的固體粉末,不僅能抗氧化,並在一定程度上能抑制DNase的活性,它是金屬離子的弱螯合劑。用Tris pH8.0水溶液飽和後的酚,最好分裝在棕色小試劑瓶裡,上面蓋一層Tris水溶液或TE緩衝液,隔絕空氣,以裝滿蓋緊蓋子為宜,如有可能,可充氮氣,防止與空氣接觸而被氧化。平時保存在4℃或-20℃冰箱中,使用時,打開蓋子吸取後迅速加蓋,這樣可使酚不變質,可用數月。

8.抽提DNA去除蛋白質時,怎樣使用酚與氯仿較好?

酞與氯仿是非極性分子,水是極性分子,當蛋白水溶液與酚或氯仿混合時,蛋白質分子之間的水分子就被酚或氯仿擠去,使蛋白失去水合狀態而變性。經過離心,變性蛋白質的密度比水的密度為大,因而與水相分離,沉澱在水相下面,從而與溶解在水相中的DNA分開。而酚與氯仿有機溶劑比重更大,保留在最下層。

作為表面變性的酚與氯仿,在去除蛋白質的作用中,各有利弊,酚的變性作用大,但酚與水相有一定程度的互溶,大約10%~15%的水溶解在酚相中,因而損失了這部分水相中的DNA,而氯仿的變性作用不如酚效果好,但氯仿與水不相混溶,不會帶走DNA。所以在抽提過程中,混合使用酚與氯仿效果最好。經酚第一次抽提後的水相中有殘留的酚,由於酚與氯仿是互溶的,可用氯仿第二次變性蛋白質,此時一起將酚帶走。也可以在第二次抽提時,將酚與氯仿混合(1:1)使用。

9.為什麼用酚與氯仿抽提DNA時,還要加少量的異戊酵?

在抽提DNA時,為了混合均勻,必須劇烈振蕩容器數次,這時在混合液內易產生氣泡,氣泡會阻止相互間的充分作用。加入異戊醇能降低分子表面張力,所以能減少抽提過程中的泡沫產生。一般採用氯仿與異戊酵為24:1之比。也可採用酚、氯仿與異戊醇之比為25:24:1(不必先配製,可在臨用前把一份酚加一份24:1的氯仿與異戊醇即成),同時異戊醇有助於分相,使離心後的上層水相,中層變性蛋白相以及下層有機溶劑相維持穩定。

10.為什麼在保存或抽提DNA過程中,一般採用TE緩衝液?

在基因操作實驗中,選擇緩衝液的主要原則是考慮DNA的穩定性及緩衝液成分不產生幹擾作用。磷酸鹽緩衝系統(pKa=7.2)和硼酸系統(pKa=9.24)等雖然也都符合細胞內環境的生理範圍(pH),可作DNA的保存液,但在轉化實驗時,磷酸根離子的種類及數量將與Ca2+產生Ca3(PO4)2沉澱;在DNA反應時,不同的酶對輔助因子的種類及數量要求不同,有的要求高離子濃度,有的則要求低鹽濃度,採用Tris-HCl(pKa=8.0)的緩衝系統,由於緩衝液是TrisH+/Tris,不存在金屬離子的幹擾作用,故在提取或保存DNA時,大都採用Tris-HCl系統,而TE緩衝液中的EDTA更能穩定DNA的活性。

 

1.電擊杯為什麼要放在冰上?感受態細胞也要放在冰上?

感受態細胞是指細胞容易吸收外源DNA的狀態,這時的細胞壁是比較脆弱的,在實驗前該細胞是放在-80度冰箱的,如果感受態細胞的溫度驟然升高,那麼細胞會膨脹破裂。冰為細胞提供了一個溫度緩慢升高的過程,所以電擊杯,感受態都要放在冰上。

2.載體的抗性基因是什麼?平板上有什麼?

載體的抗性基因是抗性基因bla,該基因特異性表達β-內醯胺酶,可以裂解抗生素的β-內醯胺環。在平板上是含有氨苄青黴素的,只有相應的含有bla基因並能表達產生β-內醯胺酶的菌才能存活。從而達到有目的篩選的目的。

3.電轉與鈣轉的區別是什麼?二者各有什麼優缺點?

1)電穿孔法:靠脈衝電流在細胞膜上打孔而將核酸導入細胞。

優點:轉染效率較高

缺點:需要昂貴的儀器(電穿孔儀);對細胞的損傷較大,每次轉染需要更多的細胞和DNA;每種細胞電轉的條件都需要進行多次優化。

2)磷酸鈣共沉澱法:磷酸鈣有利於促進外源DNA與靶細胞表面結合,氯化鈣+DNA+磷酸緩衝液按一定的比例混和,形成極小的磷酸鈣-DNA複合物沉澱黏附在細胞膜表面,藉助內吞作用進入細胞質。沉澱顆粒的大小和質量對於轉染的成功至關重要。

優點:能用於任何DNA導入哺乳類動物,瞬時轉染和穩定轉染。

缺點:轉染效率低:進入細胞的DNA只有1%-5%可以進入細胞核,其中只有不到1%的DNA可以與細胞DNA整合,在細胞中進行穩定表達。

重複性不佳:pH值、鈣離子濃度、DNA濃度、沉澱反應時間、細胞孵育時間乃至各組分加入順序和混合的方式都可能對結果產生影響。

4. 為什麼在電轉完畢之後,要把菌加到SOC中培養,而不是加到LB培養集中培養?

SOC的成分中含有單糖和豐富的無機鹽離子,在LB培養基中含有酵母膏、蛋白腖等複雜的有機物。在剛剛轉化完的細菌細胞內還沒有完整的酶系統,不能利用複雜的有機物,所以要加SOC。

5. 電擊時間是多少?電壓為多少?

電擊時間一般在4-6ms, 電壓是1.8KV.

6.為什麼要擦乾電擊杯上的水?

因為電擊杯在電轉之前是放在冰上的,上面粘上了水。如果不擦淨電擊杯上面的水會造成短路,達不到電擊轉化的效果。

7.為什麼塗板培養之後,如果出現單菌落那麼塗布就是成功的,而連成一片就是失敗的?

因為單菌落就是單克隆,整個菌落的細菌都是一個細菌繁殖得到的,它們的遺傳信息是相同的,這些菌要麼都是陽性克隆,要麼都是陰性克隆。如果連成一片之後,遺傳信息不能保證完全一致,那麼就無法鑑定是陽性克隆還是陰性克隆。

8、瓊脂糖電泳如何進行鑑定質粒DNA.

多數情況下你能看到三條帶,這三條帶以電泳速度的快慢而排序,分別是超螺旋、開環和線性。如果你不小心在溶液II加入後過度振蕩,會有第四條帶,這條帶泳動得較慢,遠離這三條帶,是20-100kb的大腸桿菌基因組DNA的片斷。非常偶然的是,有時候抽提到的質粒會有7-10條帶,這是由於特殊的DNA序列導致了不同程度的超螺旋(超螺旋的圈數不同)所致。

9、傳統的質粒提取方法步驟是什麼

溶液Ⅰ:(50mmol/L 葡萄糖,25mmol/L Tris.HCl pH8.0,10 mmol/L EDTA)

溶液Ⅱ:0.4mol/LNaOH,2%SDS用前等體積混合

溶液Ⅲ :5 mol/L KAc 溶液60ml, 11.5 ml冰醋酸,28.5 ml 去離子水。

溶液I—溶菌液:

葡萄糖:增加溶液的粘度,維持滲透壓,防止DNA受機械剪切力作用而降解。

EDTA:(1)螯合Mg2+、Ca2+等金屬離子,抑制脫氧核糖核酸酶對DNA的降解作用(DNase作用時需要一定的金屬離子作輔基)在溶液I中加入高達 10 mM 的EDTA,大腸桿菌細胞中的所有二價金屬離子都螯合掉。

溶液II-NaOH-SDS液:裂解細胞,變性DNA.

NaOH:核酸在pH大於5,小於9的溶液中,是穩定的。但當pH>12或pH<3時,就會引起雙鏈之間氫鍵的解離而變性。在溶液II中的NaOH濃度為0.2mo1/L,加抽提液時,該系統的pH就高達12.6,因而促使染色體DNA與質粒DNA的變性。

SDS:SDS是離子型表面活性劑。它主要功能有:(1)溶解細胞膜上的脂質與蛋白,因而溶解膜蛋白而破壞細胞膜。(2)解聚細胞中的核蛋白。(3)SDS能與蛋白質結合成為R-O-SO3-…R+-蛋白質的複合物,使蛋白質變性而沉澱下來。但是SDS能抑制核糖核酸酶的作用,所以在以後的提取過程中,必須把它去除乾淨,防止在下一步操作中(用RNase去除RNA時)受到幹擾。

溶液III--3mol/LNaAc(pH4.8)溶液:使溶液回覆中性,將基因組DNA、蛋白質等沉澱。

NaAc的水溶液呈鹼性,為了調節pH至4.8,必須加入大量的冰醋酸。所以該溶液實際上是NaAc-HAc的緩衝液。用pH4.8的NaAc溶液是為了把pH12.6的抽提液,調回pH至中性,使變性的質粒DNA能夠復性,並能穩定存在。而高鹽的3mol/L NaAc有利於變性的大分子染色體DNA、RNA以及SDS-蛋白複合物凝聚而沉澱之。前者是因為中和核酸上的電荷,減少相斥力而互相聚合,後者是因為鈉鹽與SDS-蛋白複合物作用後,能形成較小的鈉鹽形式複合物,使沉澱更完全。

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